JP3438996B2 - 空気調和機 - Google Patents

空気調和機

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JP3438996B2
JP3438996B2 JP13652395A JP13652395A JP3438996B2 JP 3438996 B2 JP3438996 B2 JP 3438996B2 JP 13652395 A JP13652395 A JP 13652395A JP 13652395 A JP13652395 A JP 13652395A JP 3438996 B2 JP3438996 B2 JP 3438996B2
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heat exchanger
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武司 伊藤
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は空気調和機、詳しくはそ
の室内機に関する。
【0002】
【従来の技術】図8に従来の空気調和機の室内機の概略
側断面図を示す。主要構成はケーシング1、クロスフロ
ーファン2、第一ドレンパン3、第一室内熱交換器4、
第2室内熱交換器5からなり6は気流の流れを示す矢印
である。この室内機に図示していない室外機を接続して
冷房運転を行う場合、第一室内熱交換器4および第二室
内熱交換器5は蒸発器となり、空気中の水分が凝縮して
付着する。付着した水分はドレンとして第一室内熱交換
器4の場合は直接、第一ドレンパン3に回収され、第二
室内熱交換器5の場合は第一室内熱交換器4を伝って第
一ドレンパン3に回収されるように構成されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の空気調和機
には解決すべき次の課題があった。
【0004】即ち、従来の空気調和機の室内機は第二室
内熱交換器5の傾斜角度が大きい場合には冷房時凝縮す
るドレンを確実に第一室内熱交換器4の上へ流すことが
できず、クロスフローファン2の上への滴下が生じると
いう問題があった。
【0005】又、第二室内熱交換器5はクロスフローフ
ァン2から離れておりそこを通過する空気のスピードが
遅く、含有水分が凝縮しやすく、ドレン量が多くなって
上記不具合が一層、助長されるという問題もあった。
【0006】本発明は上記課題を解決した空気調和機を
提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題の解決
手段として次の(1)、(2)に記載の空気調和機を提
供しようとするものである。
【0008】本発明に係り検討された第1検討案とし
て、空気流路中の上流側に下部にドレンパンを備えた複
数の室内側熱交換器を設置し、その下流側にクロスフロ
ーファンを設置すると共に、前記複数の室内側熱交換器
を上下方向に2以上に分割して配し、上部側に位置する
室内側熱交換器が前記クロスフローファンの上部側を覆
うように、下部側に位置する室内側熱交換器に対して傾
斜角度を付けて設置されてなる空気調和機において、前
記複数の室内側熱交換器の熱交換チューブの列数を、前
記クロスフローファンに最も近い下部側に位置する室内
側熱交換器の熱交換チューブ列数より、上部側に位置す
る室内側熱交換器の熱交換チューブ列数を少なくしてな
ることを特徴とする空気調和機がある
【0009】本発明に係り検討された第検討案とし
て、上記第1検討案の空気調和機において、上部側に位
置する室内側熱交換器を2以上に分割又は折曲げ構成
し、前記クロスフローファンの上部側を囲むように山形
に設置してなるようにしてもよい。
【0010】第検討案として、上記第検討案の空気
調和機において、山形に設置した室内側熱交換器のう
ち、下部側に位置する室内側熱交換器から遠い側の室内
側熱交換器の下部に第2のドレンパンを設けてなるよう
にしてもよい。
【0011】第検討案として、上記第1検討案の空気
調和機において、上部側に位置する室内側熱交換器の熱
交換チューブのピッチを、下部側に位置する室内側熱交
換器のそれより大きくしてなるようにしてもよい。
【0012】第検討案として、上記第1検討案の空気
調和機において、上部側に位置する室内側熱交換器の空
気流方向に沿う厚さ寸法を、下部側に位置する室内側熱
交換器のそれより小さくしてなるようにしてもよい。
【0013】(第1の手段としては、空気流路中の
上流側に下部にドレンパンを備えた複数の室内側熱交換
器を設置し、その下流側にクロスフローファンを設置す
ると共に、前記複数の室内側熱交換器を上下方向に2以
上に分割して配し、上部側に位置する室内側熱交換器が
前記クロスフローファンの上部側を覆うように、下部側
に位置する室内側熱交換器に対して傾斜角度を付けて設
置されてなる空気調和機において、前記複数の室内側熱
交換器の熱交換チューブの列数を、前記クロスフローフ
ァンに最も近い下部側に位置する室内側熱交換器の熱交
換チューブ列数より、上部側に位置する室内側熱交換器
の熱交換チューブ列数を少なくし、前記複数の室内側熱
交換器に対し、冷媒を、冷房時は前記上部側に位置する
室内側熱交換器を経て前記下部側に位置する室内側熱交
換器の前列下部より流入し、後列下部から流出するよう
に流し、暖房時は逆方向に流れるように流路構成してな
ることを特徴とする空気調和機を提供する
【0014】第検討案として、上記第1検討案の、ま
たは上記第検討案の空気調和機において、上部側に位
置する室内側熱交換器と下部側に位置する室内側熱交換
器とに対し、冷媒を2サーキットに分けて流すよう流路
構成してなるようにしてもよい。
【0015】第検討案として、上記第検討案の空気
調和機において、下部側に位置する室内側熱交換器に対
し、冷媒を冷房時は室内側熱交換器の前列下部より流入
し、後列下部から流出するように流し、暖房時は逆方向
に流れるように流路構成してなるようにしてもよい。
【0016】(第2の手段としては、空気流路中の
上流側に下部にドレンパンを備えた複数の室内側熱交換
器を設置し、その下流側にクロスフローファンを設置す
ると共に、前記複数の室内側熱交換器を上下方向に2以
上に分割して配し、上部側に位置する室内側熱交換器が
前記クロスフローファンの上部側を覆うように傾斜角度
を大きく付けて設置されてなる空気調和機において、前
記複数の室内側熱交換器の熱交換チューブの列数を、前
記クロスフローファンに最も近い下部側に位置する室内
側熱交換器の熱交換チューブ列数より、上部側に位置す
る室内側熱交換器の熱交換チューブ列数を少なくすると
ともに、上部側に位置する室内側熱交換器と下部側に位
置する室内側熱交換器とを直列に接続し、両室内側熱交
換器の間に絞り機構と開閉弁とを並列回路をなすように
接続してなり、さらに下記の特徴を有する。
【0017】すなわちさらに、冷房時及び除湿時に冷媒
を上部側に位置する室内側熱交換器の下部前側より流入
し、下部後側から出るように流路構成し、上部側の室内
側熱交換器では空気が冷却又は加熱されるように構成さ
れたことを特徴とする空気調和機を提供する
【0018】
【作用】本発明、及び本発明に係り検討した各検討案、
は上記のように構成されるので次の作用を有する。
【0019】上記第1検討案の構成にあっては室内側熱
交換器の熱交換チューブの列数を、クロスフローファン
に最も近い下部側の室内側熱交換器の熱交換チューブ列
数より上部側の室内側熱交換器の熱交換チューブ列数が
少なくなるよう構成するので熱交換チューブの表面に結
露して生じる上部側の室内側熱交換器のドレンが減り、
流下し切れずに溢れて滴下するという現象が生じず、従
ってクロスフローファンへのドレン滴下も発生しない。
【0020】また、下部側の室内側熱交換器より上部側
の室内側熱交換器の熱交換チューブ列数が疎であるた
め、従来より上部側の室内側熱交換器の空気の通りがよ
く、この点からも上部側の室内側熱交換器のドレンがよ
りよく減少し、下方へのドレン滴下がなくなる。
【0021】上記第検討案の構成にあっては上記第1
検討案の構成の上部側の室内側熱交換器を2以上に分割
または折曲げ構成し、クロスフローファンの上部側を囲
むように山形に構成するのでクロスフローファン上にド
レンが滴下する可能性を有する上部側の室内側熱交換器
の熱交換チューブ列数は更に減り、上記第1検討案の作
用が一層、確実に奏せられる。
【0022】上記第検討案の構成にあっては上記第
検討案の構成の山形に設置した上部側の室内側熱交換器
のうち、下部側の室内側熱交換器から遠い側の室内側熱
交換器の下部に第2のドレンパンを設けるため、同ドレ
ンパンに受けられた室内側熱交換器からドレンが流下し
てもドレンパンに受容処理され、下方へ滴下することが
ない。
【0023】上記第検討案の構成にあっては、上記
1検討案の構成の上部側の室内側熱交換器の熱交換チュ
ーブのピッチを下部側の室内側熱交換器のそれより大き
く構成するため、下部側の室内側熱交換器より空気の通
りが一層よくなり、上記第1検討案の作用が一層、確実
に奏せられる。
【0024】上記第検討案の構成にあっては上記第1
検討案の構成の上部側の室内側熱交換器の空気流方向に
沿う厚さ寸法を、下部側の室内側熱交換器のそれより小
さくするので、重量軽減と資材節減が果たされる。
【0025】().上記第1の手段の空気調和機の構
成にあっては冷房時、上記第1検討案の構成の上部側の
室内側熱交換器を経て下部側の室内側熱交換器の前列下
部より冷媒が流入し、後列下部から流出するよう流路構
成され、かつ、暖房時はその逆方向に冷媒が流れるよう
流路構成されるため、冷房時は上部側の室内側熱交換器
の熱交換チューブ全体が除湿に寄与し、除湿されないま
まに通過する空気がなくなる。即ち、除湿が適確に果た
される。
【0026】また、暖房時は冷媒が下部側の室内側熱交
換器の後列下部から流入し、上部側の室内側熱交換器の
下部より流出するため入口と出口が隣接せず、出口部が
加熱されることがない。
【0027】更に冷媒に非共沸の混合冷媒を用いる場
合、下部側の室内側熱交換器がカウンタフローとなるた
め、冷媒と空気の温度差が確保され、熱交換性能が高
い。
【0028】上記第検討案の構成にあっては上記第1
検討案及び第検討案の構成の上部側及び下部側の各室
内側熱交換器に対し、冷媒を2サーキットに分けて流す
よう流路構成されるため、上記第1検討案及び第検討
案と同等の作用が一層、顕著に奏せられる。
【0029】上記第検討案の構成にあっては上記第
検討案の構成の下部側の室内側熱交換器に対し、冷媒
を、冷房時は室内側熱交換器の前列下部より流入し、後
列下部から流出するように、暖房時はその逆方向に流れ
るように流路構成するため、上記第検討案と同等の作
用が、一層、十分に奏せられる。
【0030】().上記第2の手段の空気調和機の構
成にあっては上記第1検討案と同様の構成の上部側及び
下部側の各室内側熱交換器を直列に接続し、両室内側熱
交換器の間に絞り機構と、開閉弁とを並列に接続するの
で冷房時は絞り機構を閉とし、開閉弁を開として上部
側、下部側の各室内側熱交換器を、詳しくはその各熱交
換チューブを直列に冷媒が通るようにすれば冷房が果た
され、除湿時は、たとえば開閉弁を閉め、絞り機構を開
いて上部側の室内側熱交換器を流れた冷媒が絞り機構で
膨張して(温度降下して)下部側の室内側熱交換器を流
れて出るようにすれば上部側の室内側熱交換器では空気
が加熱され、下部側の室内側熱交換器では空気が冷却減
湿されて全体として適温で除湿が果たされる。
【0031】そして、冷房時及び除湿時に上記の構成の
上部側の室内側熱交換器から冷媒を流すよう流路構成す
るため、上記の作用が確実に奏せられる。
【0032】
【実施例】本発明の第1実施例および第2実施例、なら
びに本発明に係り検討された検討例A〜を図1〜図7
により説明する。なお、各図はすべて空気調和機の側断
面図で示すため、第2検討例以降は図の説明を省略す
る。また、従来例ないしは先の実施例、検討例と同様
の構成部材には同符号を付し、必要ある場合を除き説明
を省略する。
【0033】(検討例A本発明に係り検討された検討例A を図1により説明す
る。
【0034】図1は本検討例Aに係る空気調和機の模式
的側断面で、4は従来と同様のクロスフローファン2に
近い下側の第一室内熱交換器、7はクロスフローファン
2から遠い位置となる上側の第二室内熱交換器、4aは
第一室内熱交換器4の熱交換チューブ、7aは第一室内
熱交換器4の熱交換チューブ4aの列より少なく設けら
れた第二室内熱交換器7の熱交換チューブである。その
他の構成は従来例と同様である。
【0035】次に上記構成の作用について説明する。
【0036】第一室内熱交換器4で凝縮するドレンは第
一ドレンパン3で確実に受けられる。又、第二室内熱交
換器7で凝縮するドレンは第二室内熱交換器7の熱交換
チューブ7aの列数が少ない分だけドレン量が少なくな
り、流下に対して溢れ滴下する程の量に達せず、第一室
内熱交換器4の上に確実に流下し、第一ドレンパン3内
へ流下して処理される。
【0037】又、図1に見るようにクロスフローファン
に近い第一室内熱交換器4の熱交換チューブ4aの列数
が大きいため、第一室内熱交換器4および第二室内熱交
換器7の気流の速度はほぼ均一になる。
【0038】(検討例B本発明に係り検討された検討例B を図2により説明す
る。
【0039】図2に示すように本検討例Bは第一室内熱
交換器8の熱交換チューブ8aが3列、第二室内熱交換
器9の熱交換チューブ9aが二列の例であり、その作用
効果は基本的に検討例Aと同様である。
【0040】(検討例) 本発明に係り検討された検討例を図3により説明す
る。
【0041】図3に示すように本検討例は室内熱交換
器を3つに分割した例を示す。第三室内熱交換器11を
第二室内熱交換器7と同様に1列として室内機背側上部
に傾斜配設し、冷房運転時のドレンを第二ドレンパン1
0で受けるようにしたものである。本検討例の場合も
検討例Aと同様の作用効果を奏する。
【0042】(検討例) 本発明に係り検討された検討例を図4により説明す
る。
【0043】図4に示すように本検討例は第二室内熱
交換器12に空気流れ方向に沿う厚さ寸法17を大きく
した構造のものを用いた例を示す。本検討例の場合は
第一熱交換器4との空気抵抗を熱交換チューブ12aの
列数だけでなく、チューブ間のピッチを大きくすること
によっても調整することが可能である。冷房運転時の露
の処理及び作用効果は検討例Aと同様である。
【0044】(第実施例) 第実施例を図5により説明する。
【0045】本実施例はたとえば検討例Aを基本構成に
用いて冷媒の流し方を変え、性能向上、除湿機能の追加
をさせる例である。
【0046】図5において13は冷房運転時の冷媒の流
れを示す矢印、14は暖房運転時の冷媒の流れを示す矢
印(破線)である。冷房運転時は冷媒は第二室内熱交換
器7の下部から入り、上部から出て第一室内熱交換器4
の下部前列から入りその上部でUターンし、下部後列よ
り出るように構成されている。又、暖房運転時は第一室
内熱交換器4下部後列から入り、その上部でUターン
し、下部前列より出て第二室内熱交換器7の上部から入
り、下部から出るように構成されている。この冷媒の流
し方により冷房運転時は第二室内熱交換器7の一列コイ
ルの部分が全面が湿りコイルとなり、除湿されない空気
のバイパスがなくなる。又、暖房運転時は凝縮器入口部
分となる第一室内熱交換器4の下部後列と出口部となる
第二室内熱交換器7の下部が隣り合わせとならず、出口
部が加熱されることもない。更に、冷媒に非共沸の混合
冷媒を用いる場合では第一室内熱交換器4がカウンタフ
ローとなっており冷媒と空気の温度差が確保でき、熱交
換性能が向上できるという利点がある。
【0047】(検討例) 本発明に係り検討された検討例を図6により説明す
る。
【0048】本検討例は室内機の背面側に第三室内熱
交換器11を配設した検討例を基本構成に用いて冷媒
の流し方を変える例で、冷房運転時、暖房運転時共に2
サーキットとなっている。冷房運転時は冷媒は第一室内
熱交換器4の前列下部と第二室内熱交換器7下部から入
り、第一室内熱交換器4の後列下部と第三室内熱交換器
11下部から出るようになっている。暖房運転時は矢印
14で示すように冷房運転とは逆に流れるようになって
いる。
【0049】本検討例の場合も検討例Bと同様、冷媒
が非共沸混合冷媒の場合、第1室内熱交換器4が暖房運
転時、カウンタフローとなり空気と冷媒の温度差が確保
できる運転となり熱交換性能が向上するという利点があ
る。
【0050】(第実施例) 第実施例を図7により説明する。
【0051】本実施例は検討例を基本構成に用いて除
湿運転を可能とした例で、図7において、13aは冷房
運転および除湿運転時の冷媒の流れを示す矢印、15は
絞り機構、16は開閉弁である。
【0052】冷房運転時は開閉弁16が開となり、冷媒
は第三室内熱交換器11下部より入り、第2室内熱交換
器7、開閉弁16を経て第一室内熱交換器4下部前側よ
り入り、同下部後側より出る。
【0053】除湿運転時には開閉弁16は閉、絞り機構
15は所定の開度に設定される。冷媒は第三室内熱交換
器11下部より入り、第三室内熱交換器11および第二
室内熱交換器7で凝縮され、絞り機構15で絞り膨張
し、第一室内熱交換器4で蒸発する。ここで第二室内熱
交換器7および第三室内熱交換器11では空気が加熱、
第一室内熱交換器4では空気が冷却減湿され、除湿運転
ができるようになっている。
【0054】本実施例では冷房運転時、除湿運転時共に
第二室内熱交換器7からのドレンの滴下はなくなるとい
う利点がある。
【0055】以上の通り、第1実施例、第2実施例、及
び検討例A〜によれば第一室内熱交換器4,8の熱交
換チューブ4a,8aの列数より、クロスフローファン
2より遠い第二室内熱交換器7,9,12の熱交換チュ
ーブ7a,9a,12aの列数を少なくするので、冷房
運転時、上部側の第二室内熱交換器7,9,12のドレ
ン量が少なく、ドレンが下部側の第一室内熱交換4,
8へと適切に流下し、従来のように流下し切れずに溢れ
てクロスフローファン2上に滴下する不具合が生じない
という利点がある。
【0056】また、クロスフローファン2に近い下部側
の第一室内熱交換器4,8よりクロスフローファン2か
ら遠い上部側の第二室内熱交換器7,9,12の熱交換
チューブ列が疎で空気が貫流しやすく、クロスフローフ
ァン2から遠いことによる貫流の不充分さが生じさせて
いたドレン量の増大を抑制し、上記利点が一層、助勢さ
れるという利点がある。
【0057】また、第実施例、及び検討例によれ
ば、冷房時の上記検討例A、B、及び検討例C、Dと同
等の利点に加え、暖房時、非共沸の混合冷媒を用いる場
合、第1室内熱交換器4が、カウンターフローとなり、
冷媒と空気の温度差が確保でき、熱交換性能が向上する
という利点がある。
【0058】また、第実施例の場合、絞り機構15、
開閉弁16の併用により、冷房運転時、除湿運転時共に
上部側の第二室内熱交換器7から全くドレンが滴下しな
いという利点がある。
【0059】
【発明の効果】本発明は上記のように構成されるので次
の効果を有する。
【0060】(1)複数の室内側熱交換器を上下方向に
2以上に分割して配し、クロスフローファンより遠い上
部側の室内側熱交換器の熱交換チューブの列数を下部側
の室内側熱交換器の熱交換チューブの列数より減らすこ
とにより、上部側の室内側熱交換器の除湿量が減り、ク
ロスフローファンへのドレンの滴下を防止できる。又、
下部側および上部側の室内側熱交換器を通過する気流の
速度を均一化できる。
【0061】(2)下部側の室内側熱交換器の気流と冷
媒の流れを暖房運転時カウンターフローにすることで、
非共沸の混合冷媒を媒体とするシステムにおいて熱交換
性能が向上する。
【0062】(3)上部側の室内側熱交換器の熱交換チ
ューブの列数を下部側の室内側熱交換器のそれより小さ
くすることにより、さらに下部側および上部側の室内側
熱交換器を通過する気流の速度が均一化できる。
【0063】(4)上部側の室内側熱交換器を上下方向
に2以上に分割して配し、クロスフローファンを囲むよ
うに配設すれば室内機の伝熱面積が向上できる。
【0064】(5)下部側および上部側の室内側熱交換
器を直列に接続し、冷房運転時、上部側の室内側熱交換
器から冷媒を流すことにより上部側の室内側熱交換器か
らの一次空気のバイパスが防止できる。
【0065】(6)下部側および上部側の各室内側熱交
換器を直列に接続し、下部側および上部側の室内側熱交
換器の間に並列回路をなすように接続した絞り機構、開
閉弁を用いたサイクルで除湿運転を行った時、上部側の
室内側熱交換器が凝縮器となりクロスフローファンへの
ドレン滴下がなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る検討例Aの空気調和機の模式的側
断面図、
【図2】本発明に係る検討例Bの空気調和機の模式的側
断面図、
【図3】本発明に係る検討例の空気調和機の模式的側
断面図、
【図4】本発明に係る検討例の空気調和機の模式的側
断面図、
【図5】本発明の第実施例に係る空気調和機の模式的
側断面図、
【図6】本発明に係る検討例の空気調和機の模式的側
断面図、
【図7】本発明の第実施例に係る空気調和機の模式的
側断面図、
【図8】従来の空気調和機の模式的側断面図である。
【符号の説明】
1 ケーシング 2 クロスフローファン 3 第一ドレンパン 4 第一室内熱交換器 4a 熱交換チューブ 7 第二室内熱交換器 7a 熱交換チューブ 8 第一室内熱交換器 8a 熱交換チューブ 9 第二室内熱交換器 9a 熱交換チューブ 10 第二ドレンパン 11 第三室内熱交換器 12 第二室内熱交換器 12a 熱交換チューブ 15 絞り機構 16 開閉弁
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平7−83458(JP,A) 特開 平4−316930(JP,A) 特開 平6−194000(JP,A) 特開 平7−139797(JP,A) 特開 平7−158888(JP,A) 実開 平5−34469(JP,U) 実開 昭63−82127(JP,U) 実開 平4−68921(JP,U) 実開 昭55−166325(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F24F 1/00 F24F 13/30 F24F 1/00 361 F25B 39/02 J F28F 1/32 W F24F 1/00 451

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 空気流路中の上流側に下部にドレンパン
    を備えた複数の室内側熱交換器を設置し、その下流側に
    クロスフローファンを設置すると共に、前記複数の室内
    側熱交換器を上下方向に2以上に分割して配し、上部側
    に位置する室内側熱交換器が前記クロスフローファンの
    上部側を覆うように、下部側に位置する室内側熱交換器
    に対して傾斜角度を付けて設置されてなる空気調和機に
    おいて、前記複数の室内側熱交換器の熱交換チューブの
    列数を、前記クロスフローファンに最も近い下部側に位
    置する室内側熱交換器の熱交換チューブ列数より、上部
    側に位置する室内側熱交換器の熱交換チューブ列数を少
    なくし、前記複数の室内側熱交換器に対し、冷媒を、冷
    房時は前記上部側に位置する室内側熱交換器を経て前記
    下部側に位置する室内側熱交換器の前列下部より流入
    し、後列下部から流出するように流し、暖房時は逆方向
    に流れるように流路構成してなることを特徴とする空気
    調和機。
  2. 【請求項2】 空気流路中の上流側に下部にドレンパン
    を備えた複数の室内側熱交換器を設置し、その下流側に
    クロスフローファンを設置すると共に、前記複数の室内
    側熱交換器を上下方向に2以上に分割して配し、上部側
    に位置する室内側熱交換器が前記クロスフローファンの
    上部側を覆うように傾斜角度を大きく付けて設置されて
    なる空気調和機において、前記複数の室内側熱交換器の
    熱交換チューブの列数を、前記クロスフローファンに最
    も近い下部側に位置する室内側熱交換器の熱交換チュー
    ブ列数より、上部側に位置する室内側熱交換器の熱交換
    チューブ列数を少なくするとともに、上部側に位置する
    室内側熱交換器と下部側に位置する室内側熱交換器とを
    直列に接続し、両室内側熱交換器の間に絞り機構と開閉
    弁とを並列回路をなすように接続してなり、冷房時及び
    除湿時に冷媒を上部側に位置する室内側熱交換器の下部
    前側より流入し、下部後側から出るように流路構成し、
    上部側の室内側熱交換器では空気が冷却又は加熱される
    ように構成されたことを特徴とする空気調和機。
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